【題目】丙烷在燃燒時能放出大量的熱,它也是液化石油氣的主要成分,作為能源應用于人們的日常生產(chǎn)和生活。已知:

①2C3H8(g) + 7O2 (g)= 6CO(g) + 8H2O(l) △H1=-2741.8 kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) △H2 =-566 kJ/mol

(1) 反應C3H8(g) + 5O2(g)= 3CO2(g) + 4H2O (1) △H=_______。

(2) 現(xiàn)有l(wèi)mol C3H8 在不足量的氧氣里燃燒,生成1mol CO 和2mol CO2 以及氣態(tài)水,將所有的產(chǎn)物通入一個固定體積為1L 的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生如下可逆反應:CO(g)+ H2O (g) CO2(g)+H2(g) △H= +4 1.2 kJ/mol

①下列事實能說明該反應達到平衡的是______

a.體系中的壓強不發(fā)生變化

b.v正(H2) = v逆(CO)

c.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不發(fā)生變化

d.CO2的濃度不再發(fā)生變化

②5min 后體系達到平衡,經(jīng)測定,H2 為0.8mol,則平衡常數(shù)K=_______。

③其他條件不變,向平衡體系中充入少量CO 則平衡常數(shù)_____ (填增大、減小或不變)。

(3) 依據(jù)(1)中的反應可以設(shè)計一種新型燃料電池,一極通入空氣,另一極通入丙烷氣體;燃料電池內(nèi)部是熔融的摻雜著氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體,在其內(nèi)部可以傳導O2-。在電池內(nèi)部O2-______極移向______ 極(填“正”或“負”);電池的負極電極反應式為____________

(4) 用上述燃料電池和惰性電極電解足量Mg(NO3)2 和NaCl 的混合溶液。電解開始后陰極的現(xiàn)象為____________________________。

【答案】 -2219.9 kJ/mol bd 3.5 不變 C3H8+10O2- -20e-=3CO2↑+4H2O 有大量無色氣泡(或氣體)產(chǎn)生,并且有白色沉淀產(chǎn)生

【解析】(1)利用蓋斯定律,根據(jù)所求的熱化學方程式,[①+②×3]/2即得C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g) +4H2O(1),所以△H=[-2741.8kJ/mol+(-566kJ/mol)×3]/2= -2219.9kJ/mol;

(2)①已知化學平衡CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)是一個反應前后氣體體積不變的吸熱反應,反應過程中壓強始終不變,故a錯誤;當正逆反應速率相等時,反應已達平衡,故b正確;混合氣體的平均相對分子質(zhì)量由M=m/n可得,M始終不變,故c錯誤;各組分的濃度不再變化,說明反應已達平衡,故d正確。正確答案為bd;

②已知反應起始時c(CO)=1mol/L,c(H2O)=4mol/L,c(CO2)=2mol/L,c(H2)=0,達到平衡時c(H2)=0.8mol/L,則c(CO2)=2.8mol/L,c(CO)=0.2mol/L,c(H2O)=3.2mol/L,因此K== =3.5;

③由于平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),所以在溫度不變時再充入少量CO,平衡常數(shù)是不變的;

(3)根據(jù)原電池的工作原理,電池內(nèi)部電解質(zhì)中的陰離子由正極向負極移動,其中通空氣的一極為正極,通丙烷的一極為負極,則正極反應式為O2+4e-=2O2-,而負極反應式為C3H8+10O2- -20e-=3CO2↑+4H2O;

(4)用惰性電極電解足量Mg(NO3)2NaCl的混合溶液,陰極附件溶液中的陽離子放電能力強的是H+2H++2e-=H2,而陽極附近溶液中的陰離子放電能力強的是Cl-2Cl2e-=Cl2,同時在陰極附近的溶液中生成的OH-Mg2+結(jié)合生成Mg(OH)2沉淀,所以電解開始后,陰極的現(xiàn)象是有大量無色氣泡(或氣體)和白色沉淀產(chǎn)生。

練習冊系列答案
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(1)該實驗中A部分的裝置是___ (填寫裝置的序號)。

(2)裝置B中的現(xiàn)象是_________

(3)請寫出裝置D中反應的離子方程式_________,裝置E的作用是_______

(4)請幫助他們設(shè)計一個實驗,證明洗氣瓶C中的亞硫酸鈉已被氧化(簡述實驗步驟):______。

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D.K(HNO2)<K(HF)

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